滚动轴承,如滚珠轴承和滚子轴承,以比滑动轴承低得多的摩擦来支撑机器的负载,减少了驱动设备所需的功率,降低了移动负载的成本和操作设备所需能量。轴承扭矩是克服内部摩擦以开始或保持轴承旋转所需的力,这种摩擦扭矩通常随着轴承的增大、负载的增加或润滑剂阻力的增加而增加,而本文主要关注后者。
许多应用要求轴承以极低的摩擦扭矩轻松旋转,不能产生多余的热量,干式润滑剂是满足低扭矩要求的一种方式,干式润滑剂是固体的,可以减少两个表面之间的摩擦,无需油或油脂。使用粘度极低、填充量减少的润滑脂也可以达到类似的效果,同时允许更高的运行速度。
在选择润滑油或润滑脂时,重要的是要记住,当设备开始运行时,经过润滑的轴承的扭矩水平会短暂升高,这是因为润滑脂需要很短的时间才能“磨合”并分布在轴承内部,对于连续运行的应用来说,这一点不是问题,但对于经常停止-启动的机械,这一点就可能导致机器出现问题。
仪表油是满足低扭矩要求的另一种选择,这种油会产生非常低的扭矩水平,尤其是在非常低的速度下,然而,这些润滑脂和极低扭矩润滑脂之间的差异实际上很小,尤其是在使用低润滑脂填充的情况下。
对于更高的扭矩要求,由于润滑剂阻力更大,高粘度润滑剂可以显著增加轴承扭矩,填充水平也是摩擦系数的一个重要因素,填充越高,轴承滚动性越硬。例如,机器人应用需要机器人手臂的精确和可预测的运动,在产品开发过程中,通常是对机器人轴承的填充水平进行试验,以实现理想的摩擦系数,从而实现平稳精确的运动。
有许多油和润滑脂可供选择,除了扭矩之外,还有其他因素需要考虑,如污染、速度或耐腐蚀性,通过正确的润滑类型、正确的填充水平和负载考虑,工程师才能够为特定应用选择具有正确摩擦扭矩的轴承。